Chlorella

Công nghệ sản xuất Chlorella


Nhóm 4-0902
I- Tổng quan về Chlorella
Lịch sử và tình hình sản xuất
Giới thiệu chung về Chlorella
2.1-Cấu tạo
2.2- Đặc tính
2.3-Thành phần dinh dưỡng
2.4-Vai trò
1 - Lịch sử và tình hình sản xuất Chlorella trên TG
Nuôi trồng chlorella là một phần của ngành công nghệ sinh học hiện đại.
Nuôi trồng Chlorella đầu tiên được tiến hành bởi Beijerinck (1890)
Nuôi trồng tảo Chlorella với quy mô lớn bắt đầu vào đầu những năm 1960 tại Nhật Bản
Đến năm 1980 đã có 46 nhà máy quy mô lớn ở châu Á sản xuất hơn 1000 kg Chlo khô/tháng
Tới đầu những năm 60 của thế kỉ XX các sản phẩm từ Chlorella đã được bán rộng rãi trên thị trường
2 - Giới thiệu tảo Chlorella
Tảo lục (chlorella) được một nhà sinh vật học người Hà Lan phát hiện ra vào năm 1890
Chlorella là một chi của tảo xanh đơn bào, thuộc về ngành Chlorophyta
Phân loại:
Chlorella minutissima
Chlorella pyrenoidosa
Chlorella variabilis
Chlorella vulgaris

2.1-Cấu tạo
 Chlorella có dạng hình cầu , không có tiên mao
Kích thước lớn, đường kính khoảng 2-10 μm
Mỗi tế bào có cấu trúc gồm nhân thật, hạt tinh bột, lục lạp và ti thể với vách tế bào chủ yếu là cellulose.
2.2-Đặc tính
Sinh sản vô tính, nhanh
Điều kiện sống tối ưu: nhiều ánh sáng, môi trường axit yếu và không khí sạch
Có xu hướng chìm xuống đáy nước.
Có diệp lục => Tảo là sinh vật tự dưỡng
Hiệu quả quang hợp là 8%
Không bị virut tấn công, môi trường nuôi cấy đơn giản
2.3 -Thành phần hóa học của
Chlorella
2.4 - Vai trò
Củng cố chức năng của hệ miễn dịch. 
Tăng cường sức đề kháng cho cơ thể. 
Cải thiện chức năng của hệ tiêu hóa. 
Giúp ngăn ngừa bệnh ung thư, tiểu đường, bệnh cao huyết áp.
Giúp tái tạo chức năng gan và giải độc cho cơ thể. 
Giúp vết thương mau lành và phục hồi sức khỏe sau điều trị bệnh
Giúp giảm lượng mỡ trong máu. Chống bức xạ. 
Tăng cường thị lực và bồi bổ trí não. 
Hỗ trợ phòng ngừa các bệnh do tuổi già. Giảm đau lưng.
Hỗ trợ giảm cân hiệu quả. 
II-Quy trình sản xuất Chlorella
1- Chủng giống
2- Nguyên liệu
3- Các hình thức nuôi trồng Chlorella trong CN
3.1-Nuôi trong hệ thống hở
3.2-Nuôi trong hệ thống kín
4- Thu sinh khối
6 -Các yếu tố ảnh hưởng
1 - Chủng giống
2- Nguyên liệu
Nước: Nước biển, nước khoáng, nước giếng khoan, nước máy...
Ánh sáng: cấp đầy đủ nhu cầu sinh trưởng phát triển của tảo
Nhiệt độ: 25-28 °c
pH: 6-6,5
Nguồn C: CO2( khi nuôi trồng cần sục khí liên tục)
Nguồn N: muối amoni, muối nitrat
Khoáng: Ca, P, Fe, Cu, ...
Môi trường nuôi cấy
3- Hình thức nuôi trồng
Chlorella trong CN
3.1-Nuôi trong hệ thống hở
Dễ nuôi, ít tốn kém, chu kì nuôi kéo dài
Phân loại:
Ao hồ tự nhiên
Hệ thống mặt nghiêng
Hệ thống bể tròn
Hệ thống ao nước chảy
Quy trình công nghệ
Ao hồ tự nhiên
Không sử dụng hệ thống khuấy và sự quản lí cũng ở mức thấp
Ưu điểm: không tốn chi phí nhiều, có thể nuôi liên tục
Nhược điểm:năng suất tảo không cao và không đảm bảo sạch khuẩn
Hệ thống mặt nghiêng
Hệ thống mặt nghiêng gây lên sự chuyển động hỗn loạn của tảo được tạo ra bởi trọng lực
Mật độ nuôi của hệ thống có thể lên đến 10g/l
Ưu điểm: cho năng suất sinh khối cao và khá ổn định.
Nhược điểm :
Có thể bị lắng ở phần thấp của mặt nghiêng
Sự bốc hơi diễn ra mạnh mẽ
Tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc bơm nước
Chi phí đầu tư ban đầu cũng như vận hành cao.
Hệ thống bể tròn
Nuôi Chlorella trong bể tròn sử dụng hệ thống khấy đảo liên tục

Ưu điểm: nâng suất cao

Nhược điểm:
Chi phí xây dựng, vận hành cao
Tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc đảo nước
Hệ thống ao nước chảy
Nước chảy lớn đòi hỏi mức nước phải sâu hơn 15cm
Năng suất thường là từ 20 - 25g/m2/ngày

Ưu điểm:
Có giá trị sản xuất thương mại cao, thích hợp cho nuôi thâm canh.
Chi phí xây dựng rẻ
Nhược điểm:
Năng suất phụ thuộc vào thổ nhưỡng của vùng nuôi
Nước bốc hơi rất mạnh, đặc biệt trong mùa khô, không kiểm soát được nhiệt độ
3.2- Hệ thống nuôi kín
Là hệ thống nuôi với tỷ lệ chiếu sáng rất cao (>90%).

Ánh sáng không tác động trực tiếp lên bề mặt tảo nuôi mà phái xuyên qua thành thiết bị nuôi.

Hệ thống này cho phép giới hạn sự trao đổi trực tiếp của không khí và các chất gây ô nhiễm (bụi, vi sinh vật…) giữa tảo nuôi với môi trường ngoài
Ưu điểm
Tăng hiệu quả chiếu sáng do tỷ lệ diện tích bề mặt tiếp xúc trên thể tích tăng.
Thu được mật độ sinh khối cao hơn
Tăng tính vô trùng của hệ thống nuôi trồng
Tăng hiệu quả chuyển hóa CO2 do giảm lượng CO2 bay hơi
Giảm mức phơi nhiễm bệnh
Dễ vận hành và điều khiển các thông số hệ thống nuôi trồng
Sơ đồ hệ thống nuôi cấy
trong bình kín
4-Thu hoạch sinh khối tảo
5- Các yếu tố ảnh hưởng
Ánh sáng
Chất lượng quang phổ và chu kỳ quang có ảnh hưởng, quyết định đến sinh trưởng của tảo.

Chlorella đạt được khả năng sinh tổng hợp cao nhất khi chiếu ánh sáng liên tục và ít bị chi phối bởi chu kỳ sáng tối
Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của cường độ ánh sáng
đến sinh trưởng của C. vulgaris.
b. Nồng độ muối
Độ muối giảm sẽ hạn chế quá trình quang hợp, hô hấp và giảm tốc độ sinh trưởng của tế bào chlorella

Chlorella phát triển ở độ muối khoảng 25‰
c. Nhiệt độ:
Có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp
Thường có tác động đồng thời với chế độ chiếu sáng nhất là khi nuôi tảo ngoài trời
Theo Beijerinck (1890) thì Chlorella phát triển tốt ở nhiệt độ 25 – 28 độ C
Ở nhiệt độ cao không thuận lợi (>50oC) thì ngừng sinh trưởng hoàn toàn, các tế bào bị phá hủy và không thể sống lại khi chuyển vào môi trường thuân lợi
Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của C. vulgaris.
d. pH
pH khi quá cao hoặc quá thấp làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào, làm rối loạn quá trình trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường sống.

Mức pH thuận lợi cho tảo Chlorella phát triển là 6 – 6,5. Ở pH này nguồn C vô cơ được đồng hoá nhiều nhất.

Ở pH 8,5 - 9,5 tảo vẫn có khả năng phát triển nhưng rất chậm, pH 10 – 12 ức chế sinh trưởng của tảo
Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng của C. vulgaris.
III- Ứng dụng tảo chlorella
1 - Trong y học
Nuôi trồng Chlorella trong các trại giống thuỷ sản
III- Ứng dụng tảo chlorella
2 - Nuôi trồng thủy hải sản
(làm thức ăn cho luân trùng)
3 - Làm thực phẩm bổ sung dinh dưỡng và vitamin
III- Ứng dụng tảo chlorella
4 - Mỹ phẩm
III- Ứng dụng tảo chlorella
5 - Dùng nước thải để sản xuất dầu sinh học
III- Ứng dụng tảo chlorella
IV- So sánh Chlorella và Spirulina
6 - Sản xuất biodiesel
Sản xuất biodiesel qui mô phòng thí nghiệm ở argentina
III- Ứng dụng tảo chlorella
Bảng so sánh thành phần dinh dưỡng của
Spirulina platensis và Chlorella pyrenoidosa